機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)減速器的傳動(dòng)裝置

1、目錄一、傳動(dòng)方案擬定.2二、電動(dòng)機(jī)的選擇.3三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比.4四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算.5五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.6六、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.7七、滾動(dòng)軸承的選擇及壽命計(jì)算.8八、鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算.9九、聯(lián)軸器的選擇.10十、潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑油的選擇.11十一、設(shè)計(jì)小結(jié). 12十二、參考資料.13 機(jī)械設(shè)計(jì)課程任務(wù)書 設(shè)計(jì)題目：帶式輸送機(jī)減速器的傳動(dòng)裝置選擇a20工作條件：工作條件：使用年限8年工作班制：二班制 載荷性質(zhì)：變動(dòng)小運(yùn)輸帶速度允許誤差為5%。原始數(shù)據(jù)：滾筒圓周力f=3000n帶速v=2.4m/s；滾筒直徑d=400mm。設(shè)計(jì)工作量：1. 減速器裝配圖1張（a1）

2、2. 零件圖2張（a3）輸出軸及其上的齒輪3. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份一、傳動(dòng)方案擬定1、擬定傳動(dòng)方案的任務(wù)2、選擇傳動(dòng)機(jī)類型3、多級(jí)傳動(dòng)的合理布局4、分析比較，擇優(yōu)選定二、電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇： y系列三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)功率選擇：（1）傳動(dòng)裝置的總功率：總=帶2軸承齒輪聯(lián)軸器滾筒=0.960.9820.960.990.96=0.841(2)電機(jī)所需的工作功率：p工作=fv/1000總=30002.4/（10000.841）=8.561kw查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)得ped =11kw 3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：計(jì)算滾筒工作轉(zhuǎn)速：n筒=601000v/d=6010002.4/400=114.650r

3、/min按課程設(shè)計(jì)p4表2-1推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取圓柱齒輪傳動(dòng)一級(jí)減速器傳動(dòng)比范圍ia=36。取v帶傳動(dòng)比i1=24，則總傳動(dòng)比理時(shí)范圍為ia=624。故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=ian筒n筒=（624）114.650=687.92751.6r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750、1000、和1500r/min。根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳支比方案：如課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書p196頁(yè)。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，則選n=1000r/min。4、確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)

4、型號(hào)為y160l-6。其主要性能：額定功率：11kw，滿載轉(zhuǎn)速970r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.0。質(zhì)量147kg。三、計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的偉動(dòng)比1、總傳動(dòng)比：i總=n電動(dòng)/n筒=970/114.650=8.4612、分配各級(jí)偉動(dòng)比（1） 據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書p4表2-1，取齒輪i齒輪=3（單級(jí)減速器i=36合理）（2） i總=i齒輪i帶i帶=i總/i齒輪=8.461/3=2.820四、運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）ni=n電機(jī)=970r/minnii=ni/i帶=970/2.820=343.972(r/min)niii=nii/i齒輪=343.972/3=114.657(r

5、/min)2、 計(jì)算各軸的功率（kw）pi=p工作=8.561kwpii=pi帶=8.5610.96=8.219kwpiii=pii軸承齒輪=8.2190.980.96=7.732kw3、 計(jì)算各軸扭矩（nmm）ti=9.55106pi/ni=9.551068.561/970=84286nmmtii=9.55106pii/nii=9.551068.219/343.972=228191.4nmmtiii=9.55106piii/niii=9.551067.732/114.657=644013.0nmm五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 選擇普通v帶截型由課本p156表8-7得：ka

6、=1.2pca=kap=1.211=13.2kw由課本p157圖8-11得：選用b型v帶（2） 確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速由課本圖8-11得，推薦的小帶輪基準(zhǔn)直徑為160220mm則取dd1=180mmdmin=160dd2=n1/n2dd1=970/343.972180=507.599mm由課本p157表8-8，取dd2=500mm實(shí)際從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n2=n1dd1/dd2=970180/500=349.2r/min轉(zhuǎn)速誤差為：n2-n2/n2=1-349.2/343.972=-0.0151200（適用）（5）確定帶的根數(shù)根據(jù)課本p152表（8-4a）p1=3.22kw根據(jù)課本p153表（8-

7、4b）p1=0.30kw根據(jù)課本p155表（8-5）k=0.91根據(jù)課本p146表（8-2）kl=1.00由課本p158式（8-26）得z=pca/pr=pca/(p1+p1)kkl=13.2/(3.22+0.30) 0.911.00=3.413=4(6)計(jì)算軸上壓力由課本p149表8-3查得q=0.18kg/m，由式（8-27）單根v帶的初拉力：f0=500pca/zv（2.5/k-1）+qv2=50013.2/49.137(2.5/0.91-1)+0.189.1372n=330.533n則作用在軸承的壓力fq，由課本p159式（8-28）fq=2zf0sin1/2=24330.533sin

8、147.5/2=2422.643n2、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇齒輪材料及精度等級(jí)考慮帶式輸送機(jī)減速器。根據(jù)課本p210表10-8選7級(jí)精度。齒面精糙度ra1.63.2m。由表10-1小齒輪選用40cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為280hbs。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)，齒面硬度240hbs；取小齒輪齒數(shù)z1=24，大齒輪齒數(shù)z2=324=72 (2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）由設(shè)計(jì)計(jì)算公式(10-9a)進(jìn)行試算，即d176.62(kt1(u+1)/duh2)1/32）由課本p205表10-7取d=13）轉(zhuǎn)矩t1t1=9.55106p1/n1=9.551068.219/343.972=228191.4nmm

9、 4） 試選載荷系數(shù)kt=1.35）許用接觸應(yīng)力hh= hlimkhn/sh由課本圖10-21d查得：hlimk1=600mpa hlimk2=550mpa由課本式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)nlnl1=60n1jlh=60343.9721(163658)=0.96109nl2=nl1/i=0.96109/3=3.2108由課本圖10-19查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：khn1=0.920 khn2=0.95通用齒輪和一般工業(yè)齒輪，按一般可靠度要求選取安全系數(shù)sh=1.0h1=hlim1khn1/sh=6000.90/1.0mpa=540mpah2=hlim2khn2/sh=5500.95/1.0mpa

10、=522.5mpa6）計(jì)算得：d1t76.43(kt1(u+1)/duh2)1/3=76.621.3228191.4(3+1)/13522.521/3mm=84.7mm7）計(jì)算齒輪的圓周速度vv=d1n1/601000=3.1484.7343.972/601000 =1.525m/s8）計(jì)算齒寬：b=dd1t=184.7=84.7mm9) 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) m=d1/z1=84.7/24=3.529mm齒高 h=2.25m=2.253.529=7.94mm b/h=84.7/7.94=10.66810)計(jì)算載荷系數(shù)k 根據(jù)v=1.525m/s，7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)k

11、v=1.08；直齒輪，kha=kfa=1；由表10-2查得使用系數(shù)ka=1；由表10-4查得7級(jí)精度，小齒輪對(duì)稱布置，kh=1.323；由b/h=10668, kh=1.323 查圖10-13得kf=1.28；故載荷系數(shù)：k=kvka kha kh=111.081.323=1.42911)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式10-10a得 d1=d1t（k/kt）1/3=87.414mm(3)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式10-5得彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 m(2kt1 ysayfa/（dfz2）)1/34）許用接觸應(yīng)力ff= fliimkfn/sh由課本圖10-20c查得：flimk1=500

12、mpa flimk2=380mpa由課本圖10-19查得接觸疲勞的壽命系數(shù)：kfn1=0.85 kfn2=0.88取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，由公式10-12得f1=flim1kfn1/s=5000.85/1.4mpa=303.57mpaf2=flim2kfn2/s=3800.88/1.4mpa=238.86mpa5）計(jì)算載荷系數(shù)kk=kvka kfa kf=111.081.28=1.3836)齒形系數(shù)yfa和應(yīng)力修正系數(shù)ysa根據(jù)齒數(shù)z1=24,z2=72由表10-5得yfa1=2.65 ysa1=1.58yfa2=2.238 ysa2=1.7527）計(jì)算大、小齒輪的ysayfa/f并加以

13、比較 ysa1yfa1/f1=2.651.58/303.57=0.01379 ysa2yfa2/f2=2.2381.752/238.86=0.01642設(shè)計(jì)計(jì)算 m （21.383228191.40.01642/2421/3mm=2.62mm（4）確定齒輪模數(shù)m a=d1/2(1+u)=87.414/2(1+3)=174.828 m=(0.007-0.02)a 取m=3（5）確定齒輪齒數(shù)zz1= d1/m=87.414/3=29.138 取z1=30z2=uz1=330=90實(shí)際齒數(shù)比u=z2/z1=3齒數(shù)比相對(duì)誤差u=（u- u）/u=00.07d,故取h=6mm,則軸環(huán)處的直徑d4=77m

14、m，軸環(huán)寬度b1.4h，取l4=12mm。4）：取l1=50mm。取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=26mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知滾動(dòng)軸承寬度b=22mm，則l2=a+b+s+（90-85）=26+22+8+5=61mml5= l2-b- l4-（90-85）=61-22-12-5=22mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為245。由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距l(xiāng)=180mm1）繪制軸受力簡(jiǎn)圖（如圖a）2）繪制垂直面彎矩圖（如圖b）3）繪制水平面彎矩圖（如圖c） (3)按彎扭復(fù)

15、合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d2=270mm求轉(zhuǎn)矩：已知t3=644013.0 nmm求圓周力ft：根據(jù)課本p231（10-14）式得ft=2t3/d2=2644013.0 /270=4770.467n求徑向力fr根據(jù)課本p231（10-14）式得，取=20fr=fttan=4770.4670.36397=1736.307n兩軸承對(duì)稱la=lb=90mm(1)求支反力fax、fby、faz、fbzfay=fby=fr/2=1736.307/2=868.154nfaz=fbz=ft/2=4770.467/2=2385.234n(2)由兩邊對(duì)稱，截面c的彎矩也對(duì)稱截面c在垂直面彎矩為mc1=fay

16、l/2=868.15490=78.134nm(3)截面c在水平面彎矩為mc2=fazl/2=2385.23490=214.671nm(4)計(jì)算合成彎矩mc=（mc12+mc22）1/2=（78.1342+214.6712）1/2=228.448nm(5)計(jì)算當(dāng)量彎矩：轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，截面c處的當(dāng)量彎矩：mec=mc2+(t)21/2=228.4482+(0.6644.013)21/2=448887nmm(7)校核危險(xiǎn)截面c的強(qiáng)度由式（15-5）ca=mec/（0.1d3）=448887/(0.1653)=16.4mpa-1b由表15-1查得-1b=60mpa

17、，因此ca0.07d,故取h=6mm,則軸環(huán)處的直徑d4=62mm，軸環(huán)寬度b1.4h，取l4=12mm。4）：取l1=52mm。取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離a=23.5mm，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離s，取s=8mm，已知滾動(dòng)軸承寬度b=19mm，則l2=57mml5= 21mm至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為245。由上述軸各段長(zhǎng)度可算得軸支承跨距l(xiāng)=180mm(3)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算求分度圓直徑：已知d1=90mm求轉(zhuǎn)矩：已知t2=228191.4nmm 求圓周力：ft根據(jù)課本p231（10-14

18、）式得ft=2t2/d1=228191.42 /90=5070.92n求徑向力frfr=fttan=5070.92tan200=1647.642n因?yàn)樵撦S兩軸承對(duì)稱，所以：la=lb=90mm軸承支反力：fay=fby=fr/2=823.821nfaz=fbz=ft/2=2535.46n由兩邊對(duì)稱，知截面c的彎矩也對(duì)稱。截面c在垂直面彎矩為mc1=fayl/2=823.8290=72.908nm(3)繪制水平面彎矩圖（如圖c）截面c在水平面上彎矩為：mc2=fazl/2=2535.4690=224.388nm(4)繪制合彎矩圖（如圖d）mc=(mc12+mc22)1/2=(72.9082+22

19、4.3882)1/2=235.935nm(5)繪制扭矩圖（如圖e）轉(zhuǎn)矩：t=9.55（p2/n2）106=228.191nm(6)繪制當(dāng)量彎矩圖（如圖f）轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪文治武功力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取=0.6，截面c處的當(dāng)量彎矩：mec=mc2+(t)21/2=235.9352+(0.6228.191)21/2=272.784nm(7)校核危險(xiǎn)截面c的強(qiáng)度由式（15-5）ca=mec/0.1d33=272.784/0.1503=21.8mpa -1b由表15-1查得-1b=60mpa，因此cae x2=0.41y1=0 y2=0.87(4)計(jì)算當(dāng)量載荷p1、p2根據(jù)課本p321表（13-6）取f

20、p=1.5根據(jù)課本p324（11-8a）式得p1=fp(x1fr1+y1fa1)=1.5(1823.821+0)=1235.732np2=fp(x2fr2+y2fa2)=1.5(1823.821+0)=1235.732n(5)軸承壽命計(jì)算p1=p2 故取p=1235.732n角接觸球軸承=3根據(jù)手冊(cè)得7209ac型的cr=29800n由課本p320（13-5a）式得lh=106/60n(ftcr/p)=16667/343.972(129800/1235.732)3=679574h46720h預(yù)期壽命足夠2、計(jì)算輸出軸承(1)已知n=114.657(r/min)兩軸承徑向反力：fr1=fr2=8

21、68.154n 初先兩軸承為角接觸球軸承7212ac型根據(jù)課本p322（13-7）得軸承內(nèi)部軸向力fd=0.68fr 則fd1=fd2=0.68fr1=590.345n(2) 按式（13-11）得 fd1+fae=fa2 fae =0故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端fa1=fd1=590.345n fa2=fd2=590.345n(3)求系數(shù)x、yfa1/fr1=590.345n /560.198n=0.68fa2/fr2=590.345n /560.198n=0.68根據(jù)課本p321（13-5）得e=0.68fa1/fr1e x1=1 fa1/fr1e x2=0.41y1=0 y2=0

22、.87(4)計(jì)算當(dāng)量載荷p1、p2根據(jù)課本p321表（13-6）取f p=1.5根據(jù)課本p324（11-8a）式得p1=fp(x1fr1+y1fa1)=1.5(1868.154+0)=1302.231np2=fp(x2fr2+y2fa2)=1.5(1868.154+0)=1302.231n(5)軸承壽命計(jì)算p1=p2 故取p=1302.231n角接觸球軸承=3根據(jù)手冊(cè)得7212ac型的cr=44800n由課本p320（13-5a）式得lh=106/60n(ftcr/p)=16667/114.657(144800/1302.231)3=5918879h46720h預(yù)期壽命足夠此軸承合格八、鍵聯(lián)接

23、的選擇及校核計(jì)算1.主動(dòng)軸外伸端d0=36mm,l0=52mm查手冊(cè)得，選用c型平鍵，得：鍵 108 gb1096-79 l=50mml=l1-b=50-10=40mmt2=228191.4nmm h=8mm k=0.5h根據(jù)課本p106（6-1）式得p=2t/kdl =2228191.4/43640=79.233mpap(110mpa)2.從動(dòng)軸外伸端d0=50mm,l0=82mm查手冊(cè)得，選用c型平鍵，得：鍵 1610 gb1096-79 l=80mml=l1-b=80-16=64mmt2=228191.4nmm h=10mm k=0.5h根據(jù)課本p106（6-1）式得p=2t/kdl=2

24、644013.0/55064=80.502mpap(110mpa)3、主動(dòng)軸與齒輪聯(lián)接采用平鍵聯(lián)接軸徑d3=50mm l3=90mm t=644013.0nmm查手冊(cè)得 選a型平鍵鍵1610 gb1096-79 l=80mml=l3-b=80-16=64mm h=10mmp=2t/kdl =2228191.4/55064=28.524mpap(110mpa)4、從動(dòng)軸與齒輪2聯(lián)接用平鍵聯(lián)接軸徑d2=65mm l2=85mm t=644013.0nmm查手冊(cè)得 選用a型平鍵鍵2012 gb1096-79 l=70mml=l2-b=70-20=50mm h=12mm根據(jù)課本p106（6-1）式得p

25、=2t/kdl=2644013.0/66550=66.053mpap(110mpa)九、聯(lián)軸器的選擇由于減速器載荷平穩(wěn),速度不高,無(wú)特殊要求,考慮裝拆方便及經(jīng)濟(jì)問(wèn)題,選用彈性套柱銷聯(lián)軸器.聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩tca=kat3，查表14-1，考慮到轉(zhuǎn)距變化很小，故取ka=1.3，則：tca=kat3=1.3644013.0 =837216.9 nmm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩tca應(yīng)小于聯(lián)軸器工程轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)gb/t4323-84或手冊(cè)，選用tl9型彈性套柱銷聯(lián)軸器，公稱直徑尺寸轉(zhuǎn)矩1000000n.mm,采用y型軸孔，半聯(lián)軸器軸孔直徑d=50 63mm，故選d0=50mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度l=112mm，半聯(lián)

26、軸器于軸配合的轂孔長(zhǎng)度l1=84mm。十、潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑油的選擇(1) 齒輪v=1.620m/s遠(yuǎn)小于12m/s，應(yīng)用噴油潤(rùn)滑，但考慮成本及需要選用浸油潤(rùn)滑。(2) 軸承采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。(3) 齒輪潤(rùn)滑選用150號(hào)機(jī)械油（gb443-1989），最低最高油面距（大齒輪）1020mm，需油量為1.5l左右。(4) 軸承潤(rùn)滑選用zl3型潤(rùn)滑油（gb73241987）。用油量為軸承間隙的1/31/2為宜。（5） 箱座與箱蓋凸緣結(jié)合面的密封選用在結(jié)合面涂密封漆或水玻璃的方法（6） 觀察孔和油孔等處結(jié)合面的密封 在觀察孔或螺塞與機(jī)體之間加石棉橡膠紙、墊片進(jìn)行密封（7） 軸承孔的密封 悶蓋和透氣蓋用作密封

27、與之對(duì)應(yīng)的軸承外部 軸的外伸端與透氣蓋的間隙，由于v3 m/s，故選用半粗羊毛氈加以密封十一、設(shè)計(jì)小結(jié) 機(jī)械設(shè)計(jì)師機(jī)械類專業(yè)的一門主要的技術(shù)基礎(chǔ)課程，而機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)理論課之后一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。從理論學(xué)專項(xiàng)工程設(shè)計(jì)，要求大大提高。 通過(guò)兩周的課程設(shè)計(jì)，對(duì)理論知識(shí)進(jìn)一步加深了了解和認(rèn)識(shí)，回顧了以前學(xué)習(xí)的諸如機(jī)械設(shè)計(jì)制圖、互換性與技術(shù)測(cè)量等課程的內(nèi)容，再次熟悉了相關(guān)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)的查閱與使用方法。 課程設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)著有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃悸罚徊揭徊降淖呦氯?，切記粗枝大葉。兩周的課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)實(shí)踐較為緊張，設(shè)計(jì)之中有許多的錯(cuò)誤與不足之處，需要改進(jìn)，裝配圖得回職業(yè)較為粗糙。十三、參考資料1 濮良貴

28、，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì).8版，北京：高等教育出版社，2008.2 王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn)主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2007.3 孫桓、陳作模、葛文杰主編.機(jī)械原理.7版，北京：高等教育出版社，2007.4 馮開平、左宗義主編.畫法幾何與機(jī)械制圖.廣東：華南理工大學(xué)出版社， 2006.f=3000nv=2.4m/sd=400mmn滾筒=114.650r/min總=0.841p工作=8.561kw電動(dòng)機(jī)型號(hào)y160l-6i總=8.461據(jù)手冊(cè)得i齒輪=3i帶=2.820ni =970r/minnii=343.972r/minniii=114.657r/minpi=8.561kwpii=8.219kwpiii=7.732kwti=84286nmmtii=228191.4nmmtiii=644013.0nmmdd2=507.599mm取標(biāo)準(zhǔn)值dd2